具有不同扩散势垒的p型(Bi1-0.85Sb0.85)和PbTe二元梯度热电材料的研制

在分析了热电材料的发展背景和研究理论的基础上,采用热压法制备出单体和双层具有不同扩散势垒的（Ｂｉ１－０．８５Ｓｂ０．８５）２Ｔｅ３与ＰｂＴｅ体系二元梯度热电材料,金属,Ｆｅ、Ｎｉ和Ｍｇ被用作层间扩散势垒材料,测定了它们的热电性能,分析了它们的物质组成和各层内和层间的成分分布,确定出较好的扩散势垒材料为金属铁和钴。     

氧原子在Al(111)表面扩散的第一性原理研究

为了研究氧在Al(111)表面的扩散机制,采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了氧原子在A1(111)表面的外表面和间隙位置的扩散.本研究计算了氧原子在Al原子层的相同间隙层和不同间隙层的扩散势垒,结果发现:氧原子由八面体位置向四面体位置(包括表面hcp位置向fcc位置)扩散时,同层之间的扩散比层间的扩散势垒要小;表面向内层的扩散过程中,由fcc位置向四面体位置扩算要比由hcp位置向八面体位置扩散容易;讨论了由表面向内层扩散的可能路径.     

Cu(111)面上原子扩散势垒的密度泛函理论研究

用密度泛函理论(DFT)结合平板周期模型方法,对Cu在Cu(111)表面fcc洞位、hcp洞位的吸附模型进行了几何优化,并用从fcc洞位到hcp洞位过渡态计算的方法,研究了Cu在Cu(111)表面的扩散势垒.通过对不同基底层数、不同表面弛豫层数、不同覆盖率的比较,得到基底层数为4层、表面弛豫1层、覆盖率为1/4ML(monolayer)时,Cu在Cu(111)表面的扩散势垒和实验结果吻合得较好.在此基础上,计算了Fe、Ni、Co等磁性原子在Cu(111)表面的扩散势垒.     

吸附原子及二聚物在Ag（111）和Cu（111）表面上的扩散和解离研究

采用分子动力学静态计算的方法分别对Ag、Cu和Ag2、Cu2在Ag（111）和Cu（111）表面上的扩散势垒分别进行了计算,探讨同质和异质以及异质中互换衬底和吸附原子的情况下吸附原子或二聚物在表面上的扩散和解离势垒的特点,并与吸附原子或二聚物与衬底的结合能、匹配关系等进行比较,探讨吸附原子和二聚物的扩散势垒与结合能、失配度等的关系．原子间相互作用采用半经验的EAM势．结果表明：对于同一衬底表面来说,不同的吸附原子或二聚物在表面上的扩散势垒似乎和它们与表面的结合能有关;在不同的衬底表面上,单个吸附原子或二聚物的扩散势垒和它们与衬底的匹配关系关联密切．     

铜薄膜中锂离子扩散的温度效应和厚度影响

基于密度泛函理论,应用第一性原理分子动力学方法具体包括SMD和FMD方法,分别研究了锂离子在不同薄膜厚度中的扩散势垒及粒子的均方位移（MSD）,研究结果表明：随着温度的提高,加剧了锂离子在铜薄膜中的扩散;扩散势垒与薄膜厚度间存在非线性关系。     

锰含量对LiNi0.85-xCo0.15MnxO2结构及形貌的影响

采用共沉淀法先合成出氢氧化物前驱体Ni0.85-xCo0.15Mnx(OH)2,其中X=0、0.1、0.2和0.4,前驱体与Li2CO3在空气气氛中固相烧结制得正极材料LiNi0.85-xCo0.15MnxO2。用XRD、SEM研究了锰含量对材料结构和形貌的影响。研究发现,LiNi0.85Co0.15O2的X射线衍射图中存在微量第二相,而锰掺杂有利于减小反应过程中锂离子损失和镍离子占据锂位,容易形成有序层状结构材料。随着Mn离子替代Ni离子量的增加,晶胞参数a减小,晶胞参数c、c/a及I003/I104值增大。SEM结果表明前驱体和最终产物形貌均随锰含量增加颗粒均匀性增强,粒子尺寸变小,粒径分布变窄。     

Zn_(0.85)Co_(0.15)O粉体Rietveld全谱拟合表征

通过Rietveld全谱拟合对采用陶瓷烧结法制备的zn0.85 Co0.15O粉体的结构参数和非结构参数进行了精修,即快又准。得到了zn0.85 Co0.15O的精确峰位、d值、晶格常数、密度和原子位置等结构信息。     

束状Co0.85Se/Cu(OH)2纳米复合物的制备及其吸附刚果红的研究

有机染料在生活和工业生产中被广泛使用,由于染料的过度使用而带来的污染日益严重,对人类的健康产生重大威胁.笔者通过一步水热法合成由多个纳米片组成的束状Co0.85Se/Cu(OH)2纳米复合物.室温下该复合物对废水中的刚果红(CR)具有较高的吸附能力,对CR最大吸附容量为1450.0 mg·g-1.对CR的吸附动力学方程和吸附等温线模型进行探究,结果表明:纳米复合物对CR的吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型.该复合物还具有优异的稳定性和可回收性.     

异种原子及原子团簇在Cu表面扩散势垒的静力学计算

利用分子动力学中的静态计算方法分别计算了单个增原子(Cu, Ag, Pd)以及二聚物(CuCu, AgAg, PdPd, CuAg, CuPd)在金属铜表面上的扩散势垒,并将计算结果进行了分析比较.结果表明: 1)相对交换机制而言,Cu表面增原子和二聚物容易通过跳跃机制扩散;不同种类的增原子的跳跃扩散势垒的大小关系是E(Ag)相似文献   

Bi_(0.5)(Na_(0.85)K_(0.15))_(0.5)TiO_3压电陶瓷溶胶-凝胶法制备技术研究

分析了溶胶凝胶工艺制备Bi0.5(Na0.85K0.15)0.5Ti O3微粉中工艺条件的影响,得到了稳定的溶胶,并在750℃合成了颗粒尺寸为100nm左右的微粉;利用该粉体在1175℃烧结得到了性能较好的Bi0.5(Na0.85K0.15)0.5Ti O3陶瓷,d33=100pC/N,Qm=193.     

La0.85Na0.15MnO3的结构、磁性质和输运性质

实验研究了由Pechini方法制备的La0.85Mn0.15MnO3多晶陶瓷样品的结构,磁性质和输运性质,发现La0.85Na0.15MnO3的居里温度正好接近定,在该温度附近,伴随铁磁相到顺磁相的转变,同时发生金属－半导体转变,且在居里温度附近,0．5T外磁场下的最大磁电阻可达14％,理论与实验对比可知,在居里温度以上小极化子非对角跳跃为为主要导电机制。     

单层Si3N作为钠/钾离子电池的高容量阳极材料的可行性研究

采用密度泛函理论(DFT)研究了二维单层Si₃N作为离子电池阳极材料的相关性能.零带隙能带结构表明,单层Si₃N具有金属特性,金属的高导电能力有利于其作为阳极材料.计算结果表明,单层Si₃N对于钠和钾的理论容量分别为1 230 mAh·g^-1和889 mAh·g^-1.与此同时,该材料对钠和钾的理论能量密度分别为1 090 mWh·g^-1和576 mWh·g^-1,高于之前一些报道的二维阳极材料.此外,钠、钾原子在单层Si₃N上的扩散势垒分别为0.30,0.38 eV,表明该材料具有非常高的充放电速率,且在吸附过程中,Si₃N一直保持着良好的金属特性和结构完整性,这些性质使其具有良好的电池工作循环性能.以上结果表明,单层Si₃N是理想的钠/钾离子电池阳极材料.     

C_(60)单晶制备和微观机制

Ｃ６０单晶制备中的粉末残留问题是影响该实验成功和单晶品质的一个重要问题．我们经过大量实验，研究出一种在高真空管式炉中生长出较好质量单晶的工艺条件，克服了粉末残角问题．还对这一工艺中单晶生长的动力学非平衡过程的微观机制进行了分析，为制备大的Ｃ６０单晶提供了理论依据．此工艺也为制备其它材料的单晶提供了一个可借鉴的实验方法．     

Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)薄膜的取向生长及其铁电介电特性研究

用sol-gel工艺直接在Pt/Ti/Si O2/Si衬底上制备出了a轴择优取向(α(100)=62%)和高c轴取向(α(100)=96%)的Bi3.15Nd0.85Ti3O12(BNdT)薄膜.发现BNdT薄膜的铁电介电性能强烈依赖于晶粒取向.a轴择优取向BNdT薄膜的2Pr和εr值最高,分别为65μC/cm2和343(100kHz处);随机取向薄膜的2Pr和εr值为34μC/cm2和331;而高c轴取向薄膜的2Pr和εr值最低,分别为23μC/cm2和218.上述结果表明,BNdT的自发极化矢量靠近a轴.纯a轴取向BNdT薄膜的2Pr值可估算为84μC/cm2.     

L-(-)-酒石酸柱撑水滑石的插层组装及超分子结构

用返混沉淀方法实现了L-(-)-酒石酸柱撑水滑石(LDHs)超分子结构手性层柱材料的插层组装, 得到结晶度高、晶相单一,且L-(-)-酒石酸在层间有序排列的超分子结构手性层柱材料.用X射线衍射、红外光谱及差热分析表征了超分子结构手性层柱材料的结构.     

预退火工艺对Bi3.15Nd0.85Ti3O12铁电薄膜性质的影响

采用溶胶一凝胶法在Pt／Ti／SiO2/Si基片上制备了Bi3.15Nd0.85Ti3O12铁电薄膜。将薄膜分别进行每一层预退火、每二层预退火、每三层空气中500℃预退火10min，分别称为a．b、c组薄膜，最后都于氮气氛中680℃总退火0．5h。结果表明，预退火工艺对薄膜的铁电性能影响较大，而对取向基本没有影响。同时，a,b两组薄膜的铁电性能（2Pr分别为47．8μC／cm2。和51．9μC／cm2）远远优于c组薄膜的铁电性（2Pr=28．7 μC／cm2）。所有Bi3.15Nd0.85Ti3O12薄膜都呈现良好的抗疲劳特性。     

氢在Zr(Cr,Fe)2第二相晶体中扩散的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算氢原子在Zr(Cr,Fe)_2(Fe/Cr=1∶7)晶体中的稳定间隙形成能。采用基于过渡态搜索理论的CI-NEB (climbing image nudged elastic band)方法预测氢原子在该晶体中的扩散路径及扩散势垒。研究结果表明,间隙氢原子在Zr(Cr,Fe)_2(Fe/Cr=1∶7)晶体中存在7种四面体间隙位(分别定义为ABCDEFG),7个间隙位均可稳定占据,其中G位点系统最稳定;最可能的扩散路径为B→C→D→E→F→G.     

锂离子电池核壳G@Cu_(0.85)Sn_(0.15)@C负极材料的改性

针对锡负极材料充放电过程中的体积效应,综合采用组分改性与结构改性的研究方法,合成Cu_(0.85)Sn_(0.15)合金负极材料,研究Cu的掺入对Sn电化学稳定性的影响,同时基于优化改性的Cu_(0.85)Sn_(0.15)合金开展核壳结构设计,研究最佳核壳结构构造工艺.结果表明,掺入Cu能在一定程度上改善Sn的循环稳定性,Cu_(0.85)Sn_(0.15)样品的容量在60次循环后趋于稳定,库伦效率较高;核壳结构处理能大幅提升Cu_(0.85)Sn_(0.15)合金负极材料的循环稳定性,采用球形改性天然石墨作为内核的G@Cu_(0.85)Sn_(0.15)@C负极材料首次放电比容量接近800 m Ah/g,充电比容量最大值超过了500 m Ah/g,100次容量保持率大于85%.核壳结构能将Cu_(0.85)Sn_(0.15)合金的体积效应控制在"囚笼"式结构内,利于材料容量的发挥及循环稳定性的提升.核壳结构的可控制备对实现锡基合金负极材料的产业化具有重要的作用.     

4-(6-胺基己氧基)-4''''-氰基联苯蒙脱土插层材料的制备与表征

为了制备液晶／蒙脱土纳米复合材料，以4-（6-胺基己氧基）-4’-氰基联苯（Ⅰ）作为插层剂对蒙脱土进行有机化处理．FT-IR、XRD、TGA和TEM测试表明，有机插层剂已进入蒙脱土的层间，层间距由1．24nm增加到2．47nm。且改变了层间微环境，有力地增强了液晶分子和蒙脱土的相容性．     

对天然鳞片石墨及椰壳活性炭进行液相氧化的初步研究

以天然鳞片石墨和椰壳活性炭为原料，在Hummers法基础上制备了氧化石墨和氧化活性炭，研究了液相天然鳞片石墨和椰壳活性炭氧化前后的结构与性能的变化．结果表明：液相氧化过程中存在表面氧化和层间氧化两种氧化反应机制，石墨质材料既有表面氧化也有层间氧化，而炭质材料则以表面氧化为主．表面氧化的结果使氧化石墨和氧化活性炭中均含有大量极性基团，这些基团的存在使它们表现出较强的极性和一定的化学活性．层间氧化使氧化石墨的层间距由原石墨的0．3354nm增加到0．8981nm，石墨片层之间的基团及H2O分子的存在是层间距增大的主要原因．在稀的碱性溶液中，氧化石墨层离后为针状或扁球状纳米颗粒，颗粒之间存在一定的团聚，而氧化活性炭为球状纳米颗粒，团聚后呈直链状．